java并发系列之nio

港控/mmm° 2021-10-18 11:18 293阅读 0赞

### 1、概述 ###

1、nio核心：
    		Channels    管道
    		Buffers		缓冲区
    		Selectors   选择器
    		
    		数据从缓冲区写进管道，或者从管道读取到缓冲区
    		Selector允许单线程处理多个 Channel，即一个线程对应一个Selector，而一个Selector对应多个Channels（向Selector注册Channel）
    2、buffer三大属性：
    		capacity	容量
    		position	写数据时，代表当前的位置
    					当从写模式切换到读模式时，position重置为0，从某个特定位置读
    		limit		写数据时，limit=capacity，表示最多能写多少数据
    					读数据时，表示最多能读多少数据，即你之前写了多少数据（<=capacity）
    3、向buffer中写数据：
    		从Channel写到Buffer。
    		通过Buffer的put()方法写到Buffer里
           向buffer中读数据：
    		从Buffer读取数据到Channel。
    		使用get()方法从Buffer中读取数据
    		
    4、Scatter与Gather
    	Scatter：
    		指数据从一个channel读取到多个buffer中
    		channel.read(buffer[])必须先填满前一个buffer,才能往下一个buffer写数据
    	Gather：
    		指数据从多个buffer写入到同一个channel
    		channel.write(buffer[])	
    		write()方法会按照buffer在数组中的顺序，将数据写入到channel，注意只有position和limit之间的数据才会被写入。
    		因此，如果一个buffer的容量为128byte，但是仅仅包含58byte的数据，那么这58byte的数据将被写入到channel中
    5、通道之间的数据传输
           在nio中，如果两个通道中有一个是FileChannel，那你可以直接将数据从一个channel传输到另外一个channel
       channel.transferFrom方法和transferTo方法

### 2、FileChannel ###

package nio.file;
    
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.nio.ByteBuffer;
    import java.nio.CharBuffer;
    import java.nio.channels.FileChannel;
    import java.nio.charset.Charset;
    import java.nio.charset.CharsetDecoder;  
      
    public class FileChannelDemo {  
    	
    	
        public static void main(String args[]) throws IOException{
        	
        	fileChannelWriteDemo();
        	fileChannelReadDemo();
        	
        }  
        public static void fileChannelWriteDemo() throws IOException{
        	//从缓冲区读进管道
        	String newData = "hello,everybody!";
        	
        	ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        	buffer.clear();
        	buffer.put(newData.getBytes());
        	buffer.flip();
        	
        	FileOutputStream out = new FileOutputStream("E:/nomanager/temp/data.txt",true);
        	FileChannel channel = out.getChannel();
        	
        	
        	while(buffer.hasRemaining()) {
        	    channel.write(buffer);
        	}
    
        	out.close();
        	
        }
        
        public static void fileChannelReadDemo() throws IOException{
        	//解决中文乱码问题
            Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
            CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();
            
            
            FileInputStream in = new FileInputStream("E:/nomanager/temp/data.txt");
            FileChannel channel = in.getChannel();  
            //初始化缓存区大小
            ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);  
            CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate(1024); 
            
            //读取
            while(channel.read(byteBuffer)!=-1){  
            	//将写模式切换为读模式
                byteBuffer.flip();  
                decoder.decode(byteBuffer, charBuffer, false);  
                charBuffer.flip();  
                
                System.out.println(charBuffer); 
                
                //clear()与compact()方法
                //clear会清除所有包括未读的，而compact会将未读的置顶
                charBuffer.clear();  
                byteBuffer.clear();  
            }  
            
            in.close();  
        }
        
        
    }

### 3、SocketChannel与ServerSocketChannel ###

package nio.socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.net.InetSocketAddress;
    import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
    import java.nio.channels.SocketChannel;
    
    public class ServerSocketChannelDemo {
    
    	
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
    		
    		ServerSocketChannel channel = ServerSocketChannel.open();
    		
    		channel.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));
    		//设置为非阻塞式
    		channel.configureBlocking(false);
    		
    		while(true){
    		    SocketChannel socketChannel = channel.accept();
    		
    		    if(socketChannel!=null){
    		    	System.err.println("监听到了一个新连接！");
    		    }
    
    		}
    
    	}
    }

package nio.socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.net.InetSocketAddress;
    import java.nio.channels.SocketChannel;
    
    public class SocketChanelDemo {
    
    	
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
    		
            
    		SocketChannel channel = SocketChannel.open();
    		boolean b = channel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080));
    		
    		
    		System.err.println("连接结果:"+b);
    		
    		
    		
    		
    		
    	}
    }

### 4、Selector ###

package nio;
    
    import java.io.IOException;
    import java.nio.channels.SelectionKey;
    import java.nio.channels.Selector;
    import java.nio.channels.SocketChannel;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Set;
    
    public class SelectorDemo {
    
    	
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
    		//创建一个Selector
    		Selector selector = Selector.open();
    		
    		//创造5个管道（相当于这是服务器，来监听5个客户端连接）
    		SocketChannel channel=SocketChannel.open();
    		SocketChannel channe2=SocketChannel.open();
    		SocketChannel channe3=SocketChannel.open();
    		SocketChannel channe4=SocketChannel.open();
    		SocketChannel channe5=SocketChannel.open();
    		
    		//与Selector一起使用时，Channel必须处于非阻塞模式下。这意味着不能将FileChannel与Selector一起使用，
    		//因为FileChannel不能切换到非阻塞模式。而套接字通道都可以
    		channel.configureBlocking(false);
    		channe2.configureBlocking(false);
    		channe3.configureBlocking(false);
    		channe4.configureBlocking(false);
    		channe5.configureBlocking(false);
    		
    		//感兴趣的事件
    		int ops = SelectionKey.OP_ACCEPT | SelectionKey.OP_CONNECT 
    				| SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE; 
    		
    		//向selector注册管道
    		channel.register(selector,ops);
    		channe2.register(selector,ops);
    		channe3.register(selector,ops);
    		channe4.register(selector,ops);
    		channe5.register(selector,ops);
    		
    		
    		while(true) {
    			//select()方法返回的int值表示有多少通道已经就绪
    			int readyChannels = selector.select();
    			if(readyChannels == 0){
    				continue;
    			} 
    			//获取readyChannels的集合
    			Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
    			Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator();
    			
    			//遍历readyChannels的集合
    			while(keyIterator.hasNext()) {
    				
    				SelectionKey key = (SelectionKey)keyIterator.next();
    				
    				if(key.isAcceptable()) {
    					// a connection was accepted by a ServerSocketChannel.
    				} else if (key.isConnectable()) {
    				    // a connection was established with a remote server.
    				} else if (key.isReadable()) {
    				    // a channel is ready for reading
    				} else if (key.isWritable()) {
    				    // a channel is ready for writing
    				}
    				
    				keyIterator.remove();
    			}
    		}
    
    	}
    }